爱因斯坦说的“上帝不会掷骰子”。
这句话的本意是什么意思
爱因斯坦曾经说：物理学所面临的困难将迫使物理学家比其前辈更加深入地去探讨和掌握一些哲学问题。
“与其说我是物理学家，不如说我是哲学家。
”过70岁生日时，学者为爱因斯坦出版了《阿尔伯特·爱因斯坦：哲学家——科学家》一书。
尺子自身是无法丈量自己，原因在于“没有比较便没有鉴别”。
因此，不管是自然科学还是社会科学，不同学科之间的沟通、比照是完全必要的，因为从存在、运动、发展、转化的角度上去看，人类社会是自然界演化的结果。
因此，它要求我们的理论工作者、科学工作者要建立起科学世界观、发展观而不是仅凭个人的想象来杜撰一些事，向公众发表一些自以为是的观点，然后再强迫人们去接受。
自然科学与社会科学本来就没有本质区别，有的也仅仅是一些微妙差异而已。
最直接的理论根据是，物质世界原本就是一个高度统一体，压根不存在本质区别而只存在内在联系而已。
就是说，从物质产生、存在、发展、演化的角度上去看问题，人类社会是自然界的一个重要的组成部分，无论怎样也不能将它们割裂开去。
也就是说，物理学意义上的各种场与经济社会意义上的场是统一的物质场。
什么叫统一场论
只能解释自然界物质场而不能解释人类社会的物质场成吗
就算成，那也是简单、具体、片面的场。
大家知道，在自然界物质体系中，发现的那些微观物质我们都能够从人体的各部位中找到，比如人体就是由大量的生物分子、大分子组成，而几乎所有的分子又是由原子、粒子等形式构成。
于是，从这个意义上说，人体其实也就是各种微观物质、物质场相互作用形成的生物场。
至少，谁也不能否认，人体是物质、是由物质构成的；至少，谁也不能否认，由人与人组成的经济社会、文化形式、也需要由各种不同的物质构建；至少，谁也不能否认，人类经济社会是物质世界一个不可缺少的物质系统，而一旦缺少，那便是一个不完整的物质世界。
千万不要以地球人类的存在是一个孤立的现象，宇宙之大是我们地球人无法想象的事情，就更不要说可能有“反宇宙”的存在。
在人类社会同样存在许多场的形式，比如社会就是一种场，不要说在社会种、物质场中还有许多以场的形式存在的各种小物质场。
宇宙、星云、星系、生物、细胞、分子、原子、粒子等难道不是以场的形式存在着
谁能给找到一种不存在场的物质
传统物理学由于把物质决定、形成的经济社会的研究排除在场的研究范围之外，所以，人们也就自然得不到一个“统一场”，也就更不要说“广义场”。
斯蒂芬·威廉·霍金
史蒂芬·威廉金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出生，后毕业于牛学和剑桥大学三一学院获剑桥大学哲学博士学位。
他在轮椅上坐了40年，全身只有面部肌肉会动，演讲和问答只能通过语音合成器来完成。
英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家，是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，被称为在世的最伟大的科学家，还被称为“宇宙之王”。
1942年1月8日生于英国牛津的霍金刚好出生于伽利略逝世300周年纪念日之时。
70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。
他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。
他还证明了黑洞的面积定理。
霍金的生平是非常富有传奇性的，在科学成就上，他是有史以来最杰出的科学家之一。
他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务，那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。
他拥有几个荣誉学位，是英国皇家学会会员。
他因患“渐冻症”（肌萎缩性侧索硬化症 卢伽雷氏症），禁锢在一把轮椅上达40年之久，他却身残志不残，使之化为优势，克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。
他不能写，甚至口齿不清，但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。
尽管他那么无助地坐在轮椅上，他的思想却出色地遨游到广袤的时空，解开了宇宙之谜。
霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才，也因为他是一个令人折服的生活强者。
他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。
他被誉为“在世的最伟大的科学家””另一个爱因斯坦”不折不扣的生活强者”。
编辑本段相关作品: 《时间简史续编》 作为宇宙学无可争议的权威，霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者，《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。
该书以坦白真挚的私人访谈形式，叙述了霍金教授的生平历程和研究工作，展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。
该书不是一部寻常的口述历史，而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。
对于非专业读者，本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。
《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》，是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。
讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力，并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解 《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来，量子理论的基本原理在70年前也已出现，然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗
世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场辩论。
本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。
《未来的魅力》本书以史蒂芬·威廉·霍金预测宇宙今后十亿年前景开头，以唐·库比特最后的审判的领悟为结尾，介绍了预言的发展历程，及我们今天预测未来的方法。
该书文字通俗易懂，作者在阐述自己观点的同时，还穿插解答了一些有趣的问题，读来饶有趣味。
《果壳中的宇宙》该书是霍金教授继《时间简史》后最重要的著作。
霍金教授在这本书中，再次把我们带到理论物理的最前沿，在霍金教授的世界里，真理甚至比幻想更令人眼花缭乱，缤纷多彩。
霍金教授用通俗的语言解释制约我们宇宙的原理，并加之以他独特的热情，邀请我们一起进行宇宙之旅，做非凡的时空遨游。
《时间简史》（1988年撰写）霍金畅销书-《时间简史》这本书是霍金的代表作。
作者想象丰富，构思奇妙，语言优美，字字珠玑，更让人咋惊，世界之外，未来之变，是这样的神奇和美妙。
这本书至今累计发行量已达2500万册，被译成近40种语言。
在这本书中，霍金将试图勾勒出我们心目中的宇宙历史——从大爆炸到黑洞。
在第一讲里，他将简要地回顾过去关于宇宙的构想，并说明我们是如何得到目前的图像的。
这或许可以称之为宇宙史的历史。
第二讲将解释牛顿和爱因斯坦的两种引力理论为什么会都得出这样的结论——宇宙不可能是静态的，它不得不或是膨胀，或是收缩。
而这又意味着，在前200亿年到前100亿年之间，必定有某一时刻，那时宇宙的密度为无穷大，这就产生了所谓的大爆炸。
它可能就是宇宙的开端。
第三讲将谈谈黑洞。
黑洞是当某个巨大的星球，或者更大的天体，受其自身引力吸引而自行塌缩（塌陷并紧缩）时形成的。
根据爱因斯坦的广义相对论，任何蠢得掉进黑洞的傻瓜都会永远消失，他们将无法再逃出黑洞。
而有关他们的历史，则将到达一个奇点，一个痛苦的终点。
不过，广义相对论是经典理论——也就是说，它没有考虑量子力学的不确定原理。
第四讲将讲述量子力学如何允许能量从黑洞泄漏出来。
黑洞并不像人们所描绘的那样黑。
第五讲将把量子力学思想应用于大爆炸和宇宙的起源。
这就得出了这样的设想：时空可能在范围上有限，但没有边缘。
这或许类似于地球表面，但它多了两维。
第六讲将说明这个新的边界条件如何能解释这个问题：尽管物理学定律是时间对称的，但过去与未来为什么如此大不相同
最后，第七讲将讲述我们正如何试图找寻一种统一的理论，它能把量子力学、引力以及物理学中其他所有相互作用都包容在内。
如果我们做到了这一点，我们就真正理解了宇宙以及我们在其中的位置。
该书不是一部寻常的口述历史，而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。
对于非专业读者，本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。
《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》，是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。
讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力，并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解。
在三年工作量并不巨大的学习之后，他获得了一等自然科学荣誉学位，之后进入剑桥大学研究宇宙学，当时牛津大学还没有宇宙学这个专业。
尽管他希望能够跟当时在剑桥的弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)身边做研究，但是他的导师却是丹尼斯·西艾玛(Dens Scama)。
在获得博士学位之后，他成为一名研究员，后来成为冈维尔和凯厄斯学院(Gonvlle and Caius College)的教授。
1992年耗资350万英镑的同名电影问世。
霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达，世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。
本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物，是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著做，它改变了人类对宇宙的观念。
《时间简史续编》 作为宇宙学无可争议的权威，霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者，《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。
该书以坦白真挚的私人访谈形式，叙述了霍金教授的生平历程和研究工作，展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。
《乔治开启宇宙的秘密钥匙》中文版发行于2008年年初，这本书由史蒂芬·霍金、其女儿露西·霍金、其学生克里斯托弗·加尔法德所著，是史蒂芬·霍金的“儿童科普三部曲”之一，这本书当中论黑洞以及很多部分都简述了霍金的新想法，这本书在国内外好评如潮。
编辑本段霍金趣事: 霍金虽然身体的残疾日益严重，霍金却力图像普通人一样生活，完成自己所能做的任何事情。
他甚至是活泼好动的——这听起来有些好笑，在他已经完全无法移动之后，他仍然坚持用唯一可以活动的手指驱动着轮椅在前往办公室的路上“横冲直撞”；当他与查尔斯王子会晤时，旋转自己的轮椅来炫耀，结果轧到查尔斯王子的脚趾头。
编辑本段获得奖项: 霍金 1、 1989年获得英国爵士荣誉称号 2、 是英国皇家学会学员和美国科学院外籍院士 3、 伦敦皇家天文学会的埃丁顿勋章 4、 梵蒂冈教皇科学学会十一世勋章 5、 霍普金斯奖 6、 美国丹尼欧海涅曼奖 7、 马克斯韦奖 8、 英国皇家学会的休斯勋章 9、 1978年获物理界最有威望的大奖—阿尔伯特·爱因斯坦奖 10、与彭罗斯共同获得了1988年的沃尔夫物理奖 11、1988年霍金的书《时间简史：从大爆炸到黑洞》获沃尔夫基金奖 编辑本段大事年表: 1942年 1月8日生于英国牛津 1950年 举家迁往圣奥尔本斯 1959年 入英国牛津大学 1962年 牛津毕业,去剑桥读研究生 1963年 被诊断患(卢伽雷症)肌萎缩性侧索硬化症(ALS) 1965年 获剑桥博士学位,与珍妮.怀尔德(简·瓦尔德)结婚 1967年 长子罗伯特出生 1970年 女儿露西出生\\\/开始使用轮椅 1973年 首部著作《空时的大型结构》出版 1974年 霍金在《自然》杂志上发表论文，阐述了自己的新发现——黑洞是有辐射的。
并成为英皇家学会会员 1977年 被任命为剑桥大学引力物理学教授 1979年 次子蒂莫西出生\\\/被任命为剑桥大学卢卡斯数学教授\\\/《广义相对论评述：纪念爱因斯坦百年诞辰》出版 1981年 参加梵蒂冈宇宙学大会,宣布无边界构想\\\/《超时空和超引力》出版\\\/被授予大英帝国高级骑士 1985年 在瑞士病倒\\\/实行气管造口手术从而失去语言能力,使用带造音器的计算机1988年 《时间简史：从大爆炸到黑洞》出版 获沃尔夫基金奖 1989年 被授予大英帝国荣誉爵士 1990年 与妻子离异 1991年 《时间简史》同名电影上映 1993年 《“黑洞与婴儿宇宙”及其他论文》出版 2001年10月又一部力作《果壳中的宇宙》出版发行 2007年，霍金与露西吉高佛尔德合著的儿童科幻小说《乔治通往宇宙的秘密钥匙》于9月6日率先在法国出版发行。
这本书是霍金写的第一本儿童读物，霍金在书中向儿童解释了自己关于时间和宇宙方面的学说。
如果现在卢伽雷氏症得到诊断了，那么，也许霍金就不是现在的“巨人”了. 编辑本段后感: 霍金 霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，现年66岁，出生于伽利略逝世周年纪念日，剑桥大学应用数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家。
70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。
他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。
他还证明了黑洞的面积定理。
霍金的生平是非常富有传奇性的，在科学成就上，他是有史以来最杰出的科学家之一。
他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高地教授职务，那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。
他拥有几个荣誉学位，是皇家学会会员。
他因患卢伽雷氏症（肌萎缩性侧索硬化症），禁锢在一张轮椅上达40年之久，他却身残志不残，使之化为优势，克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。
他不能写，甚至口齿不清，但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。
尽管他那么无助地坐在轮椅上，他的思想却出色地遨游到广袤的时空，解开了宇宙之谜。
霍金教授是现代科普小说家，他的代表作是1988年撰写的《时间简史》，这是一篇优秀的天文科普小说。
作者想象丰富，构思奇妙，语言优美，字字珠玑，更让人咋惊，世界之外，未来之变，是这样的神奇和美妙。
这本书至今累计发行量已达2500万册，被译成近 40种语言。
1992年耗资350万英镑的同名电影问世。
霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达，世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。
本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物，是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作，它改变了人类对宇宙的观念。
本书一出版即在全世界引起巨大反响。
《时间简史》对我们这些喜用言语表达甚于方程表达的读者而言是一本里程碑式的佳书。
她长于一个对人类思想有接触贡献者之手，这是一本对知识无限追求之作，是对时空本质之谜不懈探讨之作。
《时间简史续编》作为宇宙学无可争议的权威，霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者，《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。
该书以坦白真挚的私人访谈形式，叙述了霍金教授的生平历程和研究工作，展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。
该书不是一部寻常的口述历史，而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。
对于非专业读者，本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。
《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》，是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。
讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力，并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解。
《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来，量子理论的基本原理在70年前也已出现，然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗
世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场辩论。
本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。
《未来的魅力》本书以霍金预测宇宙今后十亿年前景开头，以唐·库比特最后的审判的领悟为结尾，介绍了预言的发展历程，及我们今天预测未来的方法。
该书文字通俗易懂，作者在阐述自己观点的同时，还穿插解答了一些有趣的问题，读来饶有趣味。
编辑本段霍金生平: 1942年 1月8日出生于英国的牛津。
1962年 在牛津大学完成物理学学位课程，搬到剑桥大学攻读研究生，1963年霍金被诊断患有运动神经元疾病。
1965年 被授予博士学位。
他的研究表明：用来解释黑洞崩溃的数学方程式，也可以解释从一个点开始膨胀的宇宙。
1970年 霍金研究黑洞的特性。
他预言，来自黑洞（现在叫霍金辐射）的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。
1974年 被选为英国皇家学会会员。
他继续证明，黑洞有温度，黑洞发出热辐射，以及气化导致质量减少。
1980年 任剑桥大学数学鲁卡斯教授（艾萨克·牛顿曾任此职）。
1988年 出版《时间简史》，成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。
1996年 至今继续在剑桥大学工作。
编辑本段霍金名言: 1.当你面临着夭折的可能性，你就会意识到，生命是宝贵的，你有大量的事情要做。
2.是先有鸡，还是先有鸡蛋
3.宇宙有开端吗
如果有的话，在此之前发生过什么
4.宇宙从何处来，又往何处去
5.活着就有希望。
6.时间有没有尽头
7.我注意过，即使是那些声称“一切都是命中注定的，而且我们无力改变”的人，在过马路前都会左右看。
8.科学家和娼妓都是做他们喜欢的事赚钱。
9.一个人如果身体有了残疾,绝不能让心灵也有残疾。
10.生活是不公平的，不管你的境遇如何，你只能全力以赴。
根据中非Boshongo人的传说，世界太初只有黑暗、水和伟大的Bumba上帝。
一天，Bumba胃痛发作，呕吐出太阳。
太阳灼干了一些水，留下土地。
他仍然胃痛不止，又吐出了月亮和星辰，然后吐出一些动物，豹、鳄鱼、乌龟、最后是人。
这个创世纪的神话，和其它许多神话一样，试图回答我们大家都想诘问的问题：为何我们在此
我们从何而来
一般的答案是，人类的起源是发生在比较近期的事。
人类正在知识上和技术上不断地取得进步。
这样，它不可能存在那么久，否则的话，它应该取得更大的进步。
这一点甚至在更早的时候就应该很清楚了。
亚里士多德：宇宙无开端 宇宙已经存在了无限久的时间 例如，按照Usher主教《创世纪》把世界的创生定于公元前4004年10月23日上午9时。
另一方面，诸如山岳和河流的自然环境，在人的生命周期里改变甚微。
所以人们通常把它们当作不变的背景。
要么作为空洞的风景已经存在了无限久，要么是和人类在相同的时刻被创生出来。
但是并非所有人都喜欢宇宙有个开端的思想。
例如，希腊最著名的哲学家亚里士多德，相信宇宙已经存在了无限久的时间。
某种永恒的东西比某种创生的东西更完美。
他提出我们之所以看到发展处于这个情形，那是因为洪水或者其它自然灾害，不断重复地让文明回复到萌芽阶段。
信仰永恒宇宙的动机是想避免求助于神意的干涉，以创生宇宙并启始运行。
相反地，那些相信宇宙具有开端的人，将开端当作上帝存在的论据，把上帝当作宇宙的第一原因或者原动力。
宇宙开端前 时间无意义 时间是绝对的，时间从无限的过去向无限的将来流逝 如果人们相信宇宙有一个开端，那么很明显的问题是，在开端之前发生了甚么
上帝在创造宇宙之前，他在做甚么
他是在为那些诘问这类问题的人准备地狱吗
德国哲学家伊曼努尔.康德十分关心宇宙有无开端的问题。
他觉得，不管宇宙有无开端，都会引起逻辑矛盾或者二律背反。
如果宇宙有一个开端，为何在它起始之前要等待无限久。
他将此称为正题。
另一方面，如果宇宙已经存在无限久，为甚么它要花费无限长的时间才达到现在这个阶段。
他把此称为反题。
无论正题还是反题，都是基于康德的假设，几乎所有人也是这么办的，那就是，时间是绝对的，也就是说，时间从无限的过去向无限的将来流逝。
时间独立于宇宙，在这个背景中，宇宙可以存在，也可以不存在。
直至今天，在许多科学家的心中，仍然保持这样的图景。
然而，1915年爱因斯坦提出他的革命性的广义相对论。
在该理论中，空间和时间不再是绝对的，不再是事件的固定背景。
相反地，它们是动力量，宇宙中的物质和能量确定其形状。
它们只有在宇宙之中才能够定义。
这样谈论宇宙开端之前的时间是毫无意义的。
这有点儿像去寻找比南极还南的一点没有意义一样。
它是没有定义的。
实证主义方法研宇宙问题 我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入 如果宇宙随时间本质上不变，正如20世纪20年代之前一般认为的那样，就没有理由阻止在过去任意早的时刻定义时间。
人们总可以将历史往更早的时刻延展，在这个意义上，任何所谓的宇宙开端都是人为的。
于是，情形可以是这样，这个宇宙是去年创生的，但是所有记忆和物理证据都显得它要古老得多。
这就产生了有关存在意义的高深哲学问题。
我将采用所谓的实证主义方法来对付这些问题。
在这个方法中，其思想是，我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入。
人们不能询问这个模型是否代表实在，只能问它能否行得通。
首先，如果按照一个简单而优雅的模型可以解释大量的观测；其次，如果这个模型作出可能被观察检验，也可能被证伪的明确预言，这个模型即是一个好模型。
根据实证主义方法，人们可以比较宇宙的两个模型。
第一个模型，宇宙是去年创生的，而另一个是宇宙已经存在了远为长久的时间。
一对孪生子在比一年前更早的时刻诞生，已经存在了久于一年的宇宙的模型能够解释像孪生子这样的事物。
哈勃发现星系飞离我们 恒星并非均匀地分布于整个空间 另一方面，宇宙去年创生的模型不能解释这类事件，因此第二个模型更好。
人们不能诘问宇宙是否在一年前确实存在过，或者仅仅显得是那样。
在实证主义的方法中，它们没有区别。
在一个不变的宇宙中，不存在一个自然的起始之点。
然而，20世纪20年代当埃德温.哈勃在威尔逊山上开始利用100英寸的望远镜进行观测时，情形发生了根本的改变。
哈勃发现，恒星并非均匀地分布于整个空间，而是大量地聚集在称为星系的集团之中。
哈勃测量来自星系的光，进而能够确定它们的速度。
他预料向我们飞来的星系和离我们飞去的星系一样多。
这是在一个随时间不变的宇宙中应有的。
但是令哈勃惊讶的是，他发现几乎所有的星系都飞离我们而去。
此外，星系离开我们越远，则飞离得越快。
宇宙不随时间不变，不像原先所有人以为的那样。
它正在膨胀。
星系之间的距离随时间而增大。
最重要发现：宇宙在膨胀 宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一 宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一。
它转变了宇宙是否有一个开端的争论。
如果星系现在正分开运动，那么，它们在过去一定更加靠近。
如果它们过去的速度一直不变，则大约150亿年之前，所有星系应该一个落在另一个上。
这个时刻是宇宙的开端吗
许多科学家仍然不喜欢宇宙具有开端。
因为这似乎意味着物理学崩溃了。
人们就不得不去求助于外界的作用，为方便起见，可以把它称作上帝，去确定宇宙如何起始。
因此他们提出一些理论。
在这些理论中，宇宙此刻正在膨胀，但是没有开端。
其中之一便是邦迪、高尔德和霍伊尔于1948年提出的稳恒态理论。
在稳恒态理论中，其思想是，随着星系离开，由假设中的在整个空间连续创生的物质形成新的星系。
宇宙会永远存在，而且在所有时间中都显得一样。
这最后的性质从实证主义的观点来看，作为一个可以用观测来检验的明确预言，具有巨大的优点。
在马丁.莱尔领导下的剑桥射电观测天文小组，在20世纪60年代早期对弱射电源进行了调查。
这些源在天空分布得相当均匀，表明大部分源位于银河系之外。
平均而言，较弱的源离得较远。
稳恒态理论与观测冲突 微弱的源比预言的更多，这表明在过去源的密度较高 稳恒态理论预言了源的数目对应于源强度的图的形状。
但是观测表明，微弱的源比预言的更多，这表明在过去源的密度较高。
这就和稳恒态理论的任何东西在时间中都是不变的基本假设相冲突。
由于这个，也由于其它原因，稳恒态理论被抛弃了。
还有另一种避免宇宙有一开端的企图是，建议存在一个早先的收缩相，但是由于旋转和局部的无规性，物质不会落到同一点。
相反，物质的不同部分会相互错开，宇宙会重新膨胀，这时密度保持有限。
两位俄国人利弗席兹和哈拉尼科夫实际上声称，他们证明了，没有严格对称的一般收缩总会引起反弹，而密度保持有限。
这个结果对于马克思主义列宁主义的唯物辩证法十分便利，因为它避免了有关宇宙创生的难以应付的问题。
因此，这对于苏联科学家而言成为一篇信仰的文章。
他只是一个坐着轮椅，挑战命运的勇士。
编辑本段公开演说: 霍金出版《时间简史》后，多年来曾在英国、美国、日本、香港等地，向一般大众发表多场公开演说，叙述时间起源、宇宙终结、时光旅行，演说时其受欢迎程度犹如“摇滚巨星”。
兹录部分演说： 宇宙的起源(中文） 宇宙之始(英文) 时间的开始(英文) 太空及时间扭曲（英文） 上帝掷骰吗
(英文) 宇宙中的生命(英文)
详解“薛定谔猫”和“测不准原理”
薛的猫名称薛定谔猫也称：薛定谔的猫英称：Schrödinger's cat薛定谔猫的概念 薛定谔猫是关于量论的一个理想实验。
实验内容：这个猫十分可怜，她（假设这是一只雌性的猫，以引起更多怜悯）被封在一个密室里，密室里有食物有毒药。
毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。
如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，雌猫必死无疑。
这个残忍的装置由薛定谔所设计，所以雌猫便叫做薛定谔猫。
薛定谔猫提出 原文： 薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》,在论文的第5节，薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验:哥本哈根派说，没有测量之前，一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加.比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。
只要没有观察，它便处于衰变\\\/不衰变的叠加状态中，只有确实地测量了，它才随机选择一种状态而出现。
那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。
现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶，而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。
事情很明显：如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。
要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。
自然的推论：当它们都被锁在箱子里时，因为我们没有观察，所以那个原子处在衰变\\\/不衰变的叠加状态。
因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们打开箱子察看，事情才最终定论：要么猫四脚朝天躺在箱子里死掉了，要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。
问题是，当我们没有打开箱子之前，这只猫处在什么状态
似乎唯一的可能就是，它和我们的原子一样处在叠加态，这只猫当时陷于一种死\\\/活的混合。
一只猫同时又是死的又是活的
它处在不死不活的叠加态
这未免和常识太过冲突，同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论。
如果打开箱子出来一只活猫，那么要是它能说话，它会不会描述那种死\\\/活叠加的奇异感受
恐怕不太可能。
换言之，薛定谔猫概念的提出是为了解决爱因斯坦相对论所带来的祖母悖论，即平行宇宙之说。
薛定谔猫疑惑 尽管量子论的诞生已经过了一个世纪，其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪。
但是量子理论曾经引起的困惑至今仍困惑着人们。
正如玻尔的名言：“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑，那他一定没听懂。
”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。
这个猫十分可怜，她（假设这是一只雌性的猫，以引起更多怜悯）被封在一个密室里，密室里有食物有毒药。
毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。
如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，雌猫必死无疑。
这个残忍的装置由薛定谔所设计，所以雌猫便叫做薛定谔猫。
原子核的衰变是随机事件，物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。
如果一种放射性元素的半衰期是一天，则过一天，该元素就少了一半，再过一天，就少了剩下的一半。
但是，物理学家却无法知道，它在什么时候衰变，上午，还是下午。
当然，物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是雌猫在上午或者下午死亡的几率。
如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，雌猫或者死，或者活。
这是她的两种本征态。
但是，如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，她处于一种活与不活的叠加态。
我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道雌猫是死是活。
此时，猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。
量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道雌猫是死是活，她将永远到处于半死不活的叠加态。
这与我们的日常经验严重相违，要么死，要么活，怎么可能不死不活，半死半活
薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着
要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。
（请注意
不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命
）正像哈姆雷特王子所说：“是死，还是活，这可真是一个问题。
”只有当你打开盒子的时候，迭加态突然结束（在数学术语就是“坍缩（collapse）”），哈姆雷特王子的犹豫才终于结束，我们知道了猫的确定态：死，或者活。
哥本哈根的几率诠释的优点是：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。
但是有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩。
但物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩。
尽管如此，长期以来物理学家们出于实用主义的考虑，还是接受了哥本哈根的诠释。
付出的代价是：违反了薛定谔方程。
这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了。
寻找薛定谔猫哥本哈根诠释在很长的一段时间成了“正统的”、“标准的”诠释。
但那只不死不活的猫却总是像恶梦一样让物理学家们不得安宁。
格利宾在《寻找薛定谔的猫》中想告诉我们的是，哥本哈根诠释在哪儿失败，以及用什么诠释可以替代它。
1957年，埃弗雷特提出的“多世界诠释”似乎为人们带来了福音，虽然由于它太离奇开始没有人认真对待。
格利宾认为，多世界诠释有许多优点，由此它可以代替哥本哈根诠释。
我们下面简单介绍一下埃弗雷特的多世界诠释。
格利宾在书中写道：“埃弗雷特……指出两只猫都是真实的。
有一只活猫，有一只死猫，但它们位于不同的世界中。
问题并不在于盒子中的放射性原子是否衰变，而在于它既衰变又不衰变。
当我们向盒子里看时，整个世界分裂成它自己的两个版本。
这两个版本在其余的各个方面都是全同的。
唯一的区别在于其中一个版本中，原子衰变了，猫死了；而在另一个版本中，原子没有衰变，猫还活着。
” 也就是说，上面说的“原子衰变了，猫死了；原子没有衰变，猫还活着”这两个世界将完全相互独立地演变下去，就像两个平行的世界一样。
格利宾显然十分赞赏这一诠释，所以他接着说：“这听起来就像科幻小说，然而……它是基于无懈可击的数学方程，基于量子力学朴实的、自洽的、符合逻辑的结果。
”“在量子的多世界中，我们通过参与而选择出自己的道路。
在我们生活的这个世界上，没有隐变量，上帝不会掷骰子，一切都是真实的。
”按格利宾所说，爱因斯坦如果还活着，他也许会同意并大大地赞扬这一个“没有隐变量，上帝不会掷骰子”的理论。
这个诠释的优点是：薛定谔方程始终成立，波函数从不坍缩，由此它简化了基本理论。
它的问题是：设想过于离奇，付出的代价是这些平行的世界全都是同样真实的。
这就难怪有人说：“在科学史上，多世界诠释无疑是目前所提出的最大胆、最野心勃勃的理论。
”薛定谔方程 埃尔温·薛定谔在20世纪20年代中期创立了现在被称为量子力学分支中的一个方程。
后来被称之为薛定谔方程：▽²ψ(x，y，z)+(8π²m\\\/h²)[E-U(x，y，z)]ψ(x，y，z)＝0 量子理论是20世纪科学的重大进展之一，但由于量子力学对传统观念所带来的巨大冲击，连“量子”的提出者在内的科学家都想尽各种办法拒绝它，或做出各种调和性的解释。
事实上，薛定谔就被量子力学的结果弄得心神不安，他不喜欢波粒二象性的二元解释以及波的统计解释，试图建立一个只用波来解释的理论。
薛定谔尝试着用一个理想实验来检验量子理论隐含的不确之处。
设想在一个封闭的匣子里，有一只活猫及一瓶毒药。
当衰变发生时，药瓶被打破，猫将被毒死。
按照常识，猫可能死了也可能还活着。
但是量子力学告诉我们，存在一个中间态，猫既不死也不活，直到进行观察看看发生了什么。
量子力学告诉我们：除非进行观测，否则一切都不是真实的。
爱因斯坦和少数非主流派物理学家拒绝接受由薛定谔及其同事创立的理论结果。
爱因斯坦认为，量子力学只不过是对原子及亚原子粒子行为的一个合理的描述，是一种唯象理论，它本身不是终极真理。
他说过一句名言：“上帝不会掷骰子。
”他不承认薛定谔的猫的非本征态之说，认为一定有一个内在的机制组成了事物的真实本性。
他花了数年时间企图设计一个实验来检验这种内在真实性是否确在起作用，但他没有完成这种设计就去世了。
薛定谔猫态 美国科学家宣布，他们成功让6个铍离子系统实现了自旋方向完全相反的宏观量子叠加态，也就是量子力学理论中的“薛定谔猫”态。
根据量子力学理论，物质在微观尺度上存在两种完全相反状态并存的奇特状况，这被称为有效的相干叠加态。
由大量微观粒子组成的宏观世界是否也遵循量子叠加原理
奥地利物理学家薛定谔为此在1935年提出著名的“薛定谔猫”佯谬。
“薛定谔猫”佯谬假设了这样一种情况：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。
镭的衰变存在几率，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。
根据量子力学理论，由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。
这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。
显然，既死又活的猫是荒谬的。
薛定谔想要借此阐述的物理问题是：宏观世界是否也遵从适用于微观尺度的量子叠加原理。
“薛定谔猫”佯谬巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来，旨在否定宏观世界存在量子叠加态。
然而随着量子力学的发展，科学家已先后通过各种方案获得了宏观量子叠加态。
此前，科学家最多使4个离子或5个光子达到“薛定谔猫”态。
但如何使更多粒子构成的系统达到这种状态并保存更长时间，已成为实验物理学的一大挑战。
美国国家标准和技术研究所的莱布弗里特等人在最新一期《自然》杂志上称，他们已实现拥有粒子较多而且持续时间最长的“薛定谔猫”态。
实验中，研究人员将铍离子每隔若干微米“固定”在电磁场阱中，然后用激光使铍离子冷却到接近绝对零度，并分三步操纵这些离子的运动。
为了让尽可能多的粒子在尽可能长的时间里实现“薛定谔猫”态，研究人员一方面提高激光的冷却效率，另一方面使电磁场阱尽可能多地吸收离子振动发出的热量。
最终，他们使6个铍离子在50微秒内同时顺时针自旋和逆时针自旋，实现了两种相反量子态的等量叠加纠缠，也就是“薛定谔猫”态。
奥地利因斯布鲁克大学的研究人员也在同期《自然》杂志上报告说，他们在8个离子的系统中实现了“薛定谔猫”态，但维持时间稍短。
科学家称，“薛定谔猫”态不仅具有理论研究意义，也有实际应用的潜力。
比如，多粒子的“薛定谔猫”态系统可以作为未来高容错量子计算机的核心部件，也可以用来制造极其灵敏的传感器以及原子钟、干涉仪等精密测量装备。
薛定谔猫公众议论 薛定谔的实验把量子效应放大到了我们的日常世界，现在量子的奇特性质牵涉到我们的日常生活了，牵涉到我们心爱的宠物猫究竟是死还是活的问题。
这个实验虽然简单，却比EPR要辛辣许多，这一次扎得哥本哈根派够疼的。
他们不得不退一步以咽下这杯苦酒：是的，当我们没有观察的时候，那只猫的确是又死又活的。
量子派后来有一个被哄传得很广的论调说：“当我们不观察时，月亮是不存在的”。
这稍稍偏离了本意，准确来说，因为月亮也是由不确定的粒子组成的，所以如果我们转过头不去看月亮，那一大堆粒子就开始按照波函数弥散开去。
于是乎，月亮的边缘开始显得模糊而不确定，它逐渐“融化”，变成概率波扩散到周围的空间里去。
当然这么大一个月亮完全融化成空间中的概率是需要很长很长时间的，不过问题的实质是：要是不观察月亮，它就从确定的状态变成无数不确定的叠加。
不观察它时，一个确定的，客观的月亮是不存在的。
但只要一回头，一轮明月便又高悬空中，似乎什么事也没发生过一样。
不能不承认，这听起来很有强烈的主观唯心论的味道。
虽然它其实和我们通常理解的那种哲学理论有一定区别，不过讲到这里，许多人大概都会自然而然地想起贝克莱(George Berkeley)主教的那句名言：“存在就是被感知”(拉丁文：Esse Est Percipi)。
这句话要是稍微改一改讲成“存在就是被测量”，那就和哥本哈根派的意思差不离了。
贝克莱在哲学史上的地位无疑是重要的，但人们通常乐于批判他，我们的哥本哈根派是否比他走得更远呢
好歹贝克莱还认为事物是连续客观地存在的，因为总有“上帝”在不停地看着一切。
而量子论
“陛下，我不需要上帝这个假设”。
与贝克莱互相辉映的东方代表大概要算王阳明。
他在《传习录·下》中也说过一句有名的话：“你未看此花时，此花与汝同归于寂；你来看此花时，则此花颜色一时明白起来……”如果王阳明懂量子论，他多半会说：“你未观测此花时，此花并未实在地存在，按波函数而归于寂；你来观测此花时，则此花波函数发生坍缩，它的颜色一时变成明白的实在……”测量即是理，测量外无理。
霍金谈不确定性原理科学理论，特别是牛顿引力论的成功，使得法国科学家拉普拉斯侯爵在19世纪初论断，宇宙是完全被决定的。
他认为存在一组科学定律，只要我们完全知道宇宙在某一时刻的状态，我们便能依此预言宇宙中将会发生的任一事件。
例如，假定我们知道某一个时刻的太阳和行星的位置和速度，则可用牛顿定律计算出在任何其他时刻的太阳系的状态。
这种情形下的宿命论是显而易见的，但拉普拉斯进一步假定存在着某些定律，它们类似地制约其他每一件东西，包括人类的行为。
很多人强烈地抵制这种科学宿命论的教义，他们感到这侵犯了上帝干涉世界的自由。
但直到本世纪初，这种观念仍被认为是科学的标准假定。
这种信念必须被抛弃的一个最初的征兆，是由英国科学家瑞利勋爵和詹姆斯·金斯爵士所做的计算，他们指出一个热的物体——例如恒星——必须以无限大的速率辐射出能量。
按照当时我们所相信的定律，一个热体必须在所有的频段同等地发出电磁波（诸如无线电波、可见光或X射线）。
例如，一个热体在1万亿赫兹到2万亿赫兹频率之间发出和在2万亿赫兹到3万亿赫兹频率之间同样能量的波。
而既然波的频谱是无限的，这意味着辐射出的总能量必须是无限的。
为了避免这显然荒谬的结果，德国科学家马克斯·普郎克在1900年提出，光波、X射线和其他波不能以任意的速率辐射，而必须以某种称为量子的形式发射。
并且，每个量子具有确定的能量，波的频率越高，其能量越大。
这样，在足够高的频率下，辐射单独量子所需要的能量比所能得到的还要多。
因此，在高频下辐射被减少了，物体丧失能量的速率变成有限的了。
量子假设可以非常好地解释所观测到的热体的发射率，但直到1926年另一个德国科学家威纳·海森堡提出著名的不确定性原理之后，它对宿命论的含义才被意识到。
为了预言一个粒子未来的位置和速度，人们必须能准确地测量它现在的位置和速度。
显而易见的办法是将光照到这粒子上，一部分光波被此粒子散射开来，由此指明它的位置。
然而，人们不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间距离更小的程度，所以必须用短波长的光来测量粒子的位置。
现在，由普郎克的量子假设，人们不能用任意少的光的数量，至少要用一个光量子。
这量子会扰动这粒子，并以一种不能预见的方式改变粒子的速度。
而且，位置测量得越准确，所需的波长就越短，单独量子的能量就越大，这样粒子的速度就被扰动得越厉害。
换言之，你对粒子的位置测量得越准确，你对速度的测量就越不准确，反之亦然。
海森堡指出，粒子位置的不确定性乘上粒子质量再乘以速度的不确定性不能小于一个确定量——普郎克常数。
并且，这个极限既不依赖于测量粒子位置和速度的方法，也不依赖于粒子的种类。
海森堡不确定性原理是世界的一个基本的不可回避的性质。
不确定性原理对我们世界观有非常深远的影响。
甚至到了50多年之后，它还不为许多哲学家所鉴赏，仍然是许多争议的主题。
不确定性原理使拉普拉斯科学理论，即一个完全宿命论的宇宙模型的梦想寿终正寝：如果人们甚至不能准确地测量宇宙的现在的态，就肯定不能准确地预言将来的事件了
我们仍然可以想像，对于一些超自然的生物，存在一组完全地决定事件的定律，这些生物能够不干扰宇宙地观测它现在的状态。
然而，对于我们这些芸芸众生而言，这样的宇宙模型并没有太多的兴趣。
看来，最好是采用称为奥铿剃刀的经济学原理，将理论中不能被观测到的所有特征都割除掉。
20世纪20年代。
在不确定性原理的基础上，海森堡、厄文·薛定谔和保尔·狄拉克运用这种手段将力学重新表达成称为量子力学的新理论。
在此理论中，粒子不再有分别被很好定义的、能被同时观测的位置和速度，而代之以位置和速度的结合物的量子态。
一般而言，量子力学并不对一次观测预言一个单独的确定结果。
代之，它预言一组不同的可能发生的结果，并告诉我们每个结果出现的概率。
也就是说，如果我们对大量的类似的系统作同样的测量，每一个系统以同样的方式起始，我们将会找到测量的结果为A出现一定的次数，为B出现另一不同的次数等等。
人们可以预言结果为A或B的出现的次数的近似值，但不能对个别测量的特定结果作出预言。
因而量子力学为科学引进了不可避免的非预见性或偶然性。
尽管爱因斯坦在发展这些观念时起了很大作用，但他非常强烈地反对这些。
他之所以得到诺贝尔奖就是因为对量子理论的贡献。
即使这样，他也从不接受宇宙受机遇控制的观点；他的感觉可表达成他著名的断言：“上帝不玩弄骰子。
”然而，大多数其他科学家愿意接受量子力学，因为它和实验符合得很完美。
它的的确确成为一个极其成功的理论，并成为几乎所有现代科学技术的基础。
它制约着晶体管和集成电路的行为，而这些正是电子设备诸如电视、计算机的基本元件。
它并且是现代化学和生物学的基础。
物理科学未让量子力学进入的唯一领域是引力和宇宙的大尺度结构。
虽然光是由波组成的，普郎克的量子假设告诉我们，在某些方面，它的行为似乎显现出它是由粒子组成的——它只能以量子的形式被发射或吸收。
同样地，海森堡的不确定性原理意味着，粒子在某些方面的行为像波一样：它们没有确定的位置，而是被“抹平”成一定的几率分布。
量子力学的理论是基于一个全新的数学基础之上，不再按照粒子和波动来描述实际的世界；而只不过利用这些术语，来描述对世界的观测而已。
所以，在量子力学中存在着波动和粒子的二重性：为了某些目的将波动想像成为粒子是有助的，反之亦然。
这导致一个很重要的后果，人们可以观察到两组波或粒子的所谓的干涉，也就是一束波的波峰可以和另一束波的波谷相重合。
这两束波互相抵消，而不是像人们预料的那样，迭加在一起形成更强的波（图 4.1）。
一个熟知的光的干涉的例子是，肥皂泡上经常能看到颜色。
这是因为从形成泡沫的很薄的水膜的两边反射回来的光互相干涉而引起的。
白光含有所有不同波长或颜色的光波，从水膜一边反射回来的具有一定波长的波的波峰和从另一边反射的波谷相重合时，对应于此波长的颜色就不在反射光中出现，所以反射光就显得五彩缤纷。
由于量子力学引进的二重性，粒子也会产生干涉。
一个著名的例子即是所谓的双缝实验（图4.2）。
一个带有两个平行狭缝的隔板，在它的一边放上一个特定颜色（即特定波长）的光源。
大部分光都射在隔板上，但是一小部分光通过这两条缝。
现在假定将一个屏幕放到隔板的另一边。
屏幕上的任何一点都能接收到两个缝来的波。
然而，一般来说，光从光源通过这两个狭缝传到屏幕上的距离是不同的。
这表明，从狭缝来的光到达屏幕之时不再是同位相的：有些地方波动互相抵消，其他地方它们互相加强，结果形成有亮暗条纹的特征花样。
非常令人惊异的是，如果将光源换成粒子源，譬如具有一定速度（这表明其对应的波有同样的波长）的电子束，人们得到完全同样类型的条纹。
这显得更为古怪，因为如果只有一条裂缝，则得不到任何条纹，只不过是电子通过这屏幕的均匀分布。
人们因此可能会想到，另开一条缝只不过是打到屏幕上每一点的电子数目增加而已。
但是，实际上由于干涉，在某些地方反而减少了。
如果在一个时刻只有一个电子被发出通过狭缝，人们会以为，每个电子只穿过其中的一条缝，这样它的行为正如同另一个狭缝不存在时一样——屏幕会给出一个均匀的分布。
然而，实际上即使电子是一个一个地发出，条纹仍然出现，所以每个电子必须在同一时刻通过两个小缝
粒子间的干涉现象，对于我们理解作为化学和生物以及由之构成我们和我们周围的所有东西的基本单元的原子的结构是关键的。
在本世纪初，人们认为原子和行星绕着太阳公转相当类似，在这儿电子（带负电荷的粒子）绕着带正电荷的中心的核转动。
正电荷和负电荷之间的吸引力被认为是用以维持电子的轨道，正如同行星和太阳之间的万有引力用以维持行星的轨道一样。
麻烦在于，在量子力学之前，力学和电学的定律预言，电子会失去能量并以螺旋线的轨道落向并最终撞击到核上去。
这表明原子（实际上所有的物质）都会很快地坍缩成一种非常紧密的状态。
丹麦科学家尼尔斯·玻尔在1913年，为此问题找到了部分的解答。
他认为，也许电子不能允许在离中心核任意远的地方，而只允许在一些指定的距离处公转。
如果我们再假定，只有一个或两个电子能在这些距离上的任一轨道上公转，那就解决了原子坍缩的问题。
因为电子除了充满最小距离和最小能量的轨道外，不能进一步作螺旋运动向核靠近。
对于最简单的原子——氢原子，这个模型给出了相当好的解释，这儿只有一个电子绕着氢原子核运动。
但人们不清楚如何将其推广到更复杂的原子去。
并且，对于可允许轨道的有限集合的思想显得非常任意。
量子力学的新理论解决了这一困难。
原来一个绕核运动的电荷可看成一种波，其波长依赖于其速度。
对于一定的轨道，轨道的长度对应于整数（而不是分数）倍电子的波长。
对于这些轨道，每绕一圈波峰总在同一位置，所以波就互相迭加；这些轨道对应于玻尔的可允许的轨道。
然而，对于那些长度不为波长整数倍的轨道，当电子绕着运动时，每个波峰将最终被波谷所抵消；这些轨道是不能允许的。
美国科学家里查德·费因曼引入的所谓对历史求和（即路径积分）的方法是一个波粒二像性的很好的摹写。
在这方法中，粒子不像在经典亦即非量子理论中那样，在时空中只有一个历史或一个轨道，而是认为从A到B粒子可走任何可能的轨道。
对应于每个轨道有一对数：一个数表示波的幅度；另一个表示在周期循环中的位置（即相位）。
从A走到B的几率是将所有轨道的波加起来。
一般说来，如果比较一族邻近的轨道，相位或周期循环中的位置会差别很大。
这表明相应于这些轨道的波几乎都互相抵消了。
然而，对于某些邻近轨道的集合，它们之间的相位没有很大变化，这些轨道的波不会抵消。
这种轨道即对应于玻尔的允许轨道。
用这些思想以具体的数学形式，可以相对直截了当地计算更复杂的原子甚至分子的允许轨道。
分子是由一些原子因轨道上的电子绕着不止一个原子核运动而束缚在一起形成的。
由于分子的结构，以及它们之间的反应构成了化学和生物的基础，除了受测不准原理限制之外，量子力学在原则上允许我们去预言围绕我们的几乎一切东西。
（然而，实际上对一个包含稍微多几个电子的系统所需的计算是如此之复杂，以至使我们做不到。
）看来，爱因斯坦广义相对论制约了宇宙的大尺度结构，它仅能称为经典理论，因其中并没有考虑量子力学的不确定性原理，而为了和其他理论一致这是必须考虑的。
这个理论并没导致和观测的偏离是因为我们通常经验到的引力场非常弱。
然而，前面讨论的奇点定理指出，至少在两种情形下引力场会变得非常强——黑洞和大爆炸。
在这样强的场里，量子力学效应应该是非常重要的。
因此，在某种意义上，经典广义相对论由于预言无限大密度的点而预示了自身的垮台，正如同经典（也就是非量子）力学由于隐含着原子必须坍缩成无限的密度，而预言自身的垮台一样。
我们还没有一个完整、协调的统一广义相对论和量子力学的理论，但我们已知这理论所应有的一系列特征。
在以下几章我们将描述黑洞和大爆炸的量子引力论效应。
然而，此刻我们先转去介绍人类的许多新近的尝试，他们试图对自然界中其他力的理解合并成一个单独的统一的量子理论。
黑洞是什么颜色?它有颜色吗?
黑洞的概念前面有人提出来了，但并不严谨和完善。
我将在下面用广义相对论和闵可夫司基的绝对时空概念解释黑洞和为什么不存在平行时空。
实际上，黑洞并不是一个洞、也不是黑色的，吸到黑洞里的物质并不是绝对不能返回到外界，而黑洞也绝对不是黑色的（黑洞有颜色，但并不是肉眼能看到的颜色，后面说黑洞和吸积盘的时候会说到）。
黑洞理论最原始是始于 18 世纪一个叫 John Michell 的牧师，他把光速和牛顿逃逸速度的理论结合起来，计算出一个很有意思的天体模型。
如果我们在地球上向上抛一个石头，那么无论多大气力，它都将落回到地球上。
如果我们用一个足够高的速度向地球外飞去，那么就可以像火箭一样飞出地球的引力控制范围，这个速度就是所谓的逃逸速度，对于地球而言，逃逸速度是 11.2 公里\\\/秒。
逃逸速度是和引力有关的，而引力是跟质量有关的。
所以，若天体的质量越大，则相对应所需要的逃逸速度也越高。
假设有一个天体质量非常巨大，大到需要比光更快的逃逸速度。
这时候我们就算在它上面，把一个石头以光速向外抛去，石头的速度仍然达不到逃出天体的逃逸速度，那么它最终将掉头并回到天体上。
于是，就有了黑洞最原始的概念――连光都无法逃出来的天体。
但这个概念太恐怖了，以至于当时的教会和天文学会都抵制这个怪物，上帝怎么可能会造出这样的撒旦呢
所以人们就没有再研究下去了。
不过，一切在爱因斯坦那个伟大的相对论面前又重新改变了。
在这里先说说爱因斯坦这个怪人，他大学读得非常不顺利，不太用功，不讨老师们的喜欢，他的数学老师、最伟大的数学家之一闵可夫司基甚至把爱因斯坦称为“懒狗”
但爱因斯坦并不是懒，他只是对那些前人已经做好了的研究和结论没有任何兴趣。
1905 年是爱因斯坦开始辉煌的一年，他在独自研究中抛弃了自牛顿以来一直建立的绝对空间和绝对时间观念，重新树立起了一套新的相对观念。
在爱因斯坦面前，有四个概念，空间、质量、时间、光速。
牛顿的经典物理学认为，空间、质量、时间是绝对的，光速则是相对的。
不过爱因斯坦却凭着非常敏锐的触觉，觉得只有光速才是绝对的，空间、质量、时间都是相对的。
于是，爱因斯坦创造了一个人类历史上最伟大的理论的基础，狭义相对论。
狭义相对论是一个原理性理论，它由两个基本原理构成： 光速绝对性原理，无论在任何方向和空间上，光速绝对不变。
相对性原理，物理学里的一切运动，都必须在同等的视点上处理所有的运动状态。
即――我所谓的空间一定是你的空间和你的时间的混合，而你所谓的空间一定是我的空间和我的时间的混合。
而从狭义相对论里更得出了更惊人的结论。
运动的物体，相对速度越快，则长度越短、时间越慢、质量越大。
假设我在火车上，你在地面上看着火车走过，这时候你会发现，我变短了、我运动的动作变慢了、我的质量变大了。
但这还不足以解决更深层的问题，时空的本质和引力。
爱因斯坦知道，引力是一切定律的关键。
1908 年，那个骂爱因斯坦是懒狗的闵可夫司基发现了一个重要的理论，四维时空的绝对性理论。
这是用一种数学的语言描述狭义相对论，但当时爱因斯坦并没有对这个理论在意，并嘲笑这个复杂的数学描述。
引出爱因斯坦下一次成功的，是一个非常著名的天文学问题，水星的近日点问题。
按照开普勒描述的椭圆轨道，水星应该顺着椭圆型的轨道围绕太阳运转。
但几百年来的观测证明，水星每沿轨道环绕一圈后，都不能回到原来的位置上，而是有一点点很小的偏离。
这就是水星在近日点上的移动。
这个移动有 1.38 弧秒。
牛顿的引力定律可以解释这 1.38 弧秒中的 1.28 弧秒，那是木星和其他行星对水星产生引力作用的结果，但剩下的 0.1 弧秒没任何办法解释，而测量的误差只有 0.01 弧秒的大小。
首先，爱因斯坦建立了一个“等效原理”，可以用小学课本的《两个铁球同时着地》去简化一下它的描述。
假设你在一个悬崖边上，远处一个炮弹在被打起的一刹那，你跳下悬崖。
这时候，在地面上相对静止的人，看到炮弹的运动是一个抛物线运动。
而正在掉下悬崖的你，看炮弹的运动，则是一个向上的匀变速直线运动
为什么
因为在引力的作用下，你和炮弹都处于同一个参考系里，则炮弹受重力的作用和你受重力的作用互相抵消，在这个参考系里，你的运动和炮弹的运动是不受重力影响的了，就是所谓的失重状态。
然后，爱因斯坦又再得到了一个更惊人的理论，就是引力引发时间膨胀。
假设我们有两只非常精确的手表，一只放在地面上，一只放在高空中，经过一段时间后，高空中的那只手表一定走得比地面上的手表要快一些
1912 年，爱因斯坦经过一段时间的挣扎以后，终于被迫接受了闵可夫司基的绝对时空概念――在我们的宇宙中，只有一个惟一的绝对的四维时空。
这样，他能解释得了新理论里的时空卷曲。
也就是，离地球近的时空，卷曲曲率比较大，而离地球远的高空上的时空，卷曲曲率比较小。
地球上的表受到时空卷曲的影响，则走得慢了
此后的三年里，爱因斯坦终于意识到数学、特别是黎曼几何对他的新理论有非常重大的意义，于是他在几所大学之间辗转讲学的时候，把他的理论重新用数学形式描述一次。
经过计算，在1915年11月25日，人类历史上最伟大的物理理论之一、广义相对论诞生了。
（实际上，第一个计算出完整的广义相对论形式的人并不是爱因斯坦，而是和他合作过一段时间的数学家希尔伯特） 到此为止，爱因斯坦在物理学上的贡献已经公德完满了，后来他很少有建树，甚至他是反对量子物理和黑洞理论的一面鲜明旗帜。
最著名的，莫过于他的一句批驳量子力学的名言“上帝不会掷骰子
”，予以驳斥量子力学里的测不准原理。
现在，我们重新用广义相对论的原理去看看一开始提出来的黑洞理论。
引力并不是一种力，它和我们推东西、拉东西所用的“力”有很大的不同。
引力的本质，是时空卷曲。
也就是，地球并没有“拉或者“吸引”住我们，而是我们的时空被地球的引力所卷曲、扭转。
所以我们需要一种新的几何去计算空间扭曲的状况，从而知道怎么样的扭曲会让光跑不出来。
1916年1月13日，史瓦西历史性地计算出第一个爱因斯坦方程的解，建立了史瓦西几何。
史瓦西分析了完全没有旋转的星、并得到了任意无旋转球状星体以外的时空曲率。
但4个月后，史瓦西在俄国前线染病去世了。
史瓦西预言，每个星体都存在一个依赖于星体质量的临界周长，也就是 18 世纪那位 Michell 计算的周长―― 18.5 公里乘以以太阳质量为单位的星体质量。
即若太阳的周长如果减少到 18.5 公里，那么太阳将变成一个黑洞。
但这里所说的黑洞，并不是光不能逃逸出来，而是引力之大，可以让星体的表面的时空发生强烈的扭曲、以至于时间在那里停止了流动――被“冻结”了
所以，时空卷曲才是黑洞形成的成因，而时空卷曲也是引力的本质。
用时空卷曲的概念去描述黑洞，才比较准确，而不是单纯的引力描述。
然而黑洞并不“黑”，它不是绝对不能被外界所观测到的，相反，黑洞非常非常地漂亮
特别是吸积盘和喷射流黑洞，都非常壮观。
在已经发现的黑洞侯选里面，有一个喷射流黑洞，所发出的高能喷射流长达几十亿光年
黑洞不是完全黑的，它会向外辐射，这就是我在那一贴里解释的能量涨落机制。
而有的黑洞因为旋转非常快，周围的气体被快速地吸入到视界以内，则产生巨大的涡流。
有的黑洞是双星系，其中一般主星是黑洞，则伴星的炽热气体会被吸入黑洞内，这样会形成一种非常壮观的吸积盘。
同时黑洞附近的时空扭曲非常巨大，使光线产生强烈偏折，形成前所未见的“光盘”景象。
最后补充关于真空涨落的描述。
质量和能量是一种东西的两种形式，那么真空中的能量涨落就可以导致基本粒子的形成。
基本粒子能量相当小，即使用 E=mc^2 来计算，那么小的质量产生一次反应连一个细胞都炸不碎。
1928年，Paul Dirac 就已经对这样的现象进行了描述，创立了所谓的“Dirac 海洋”。
一对正-反粒子对会在 10^-21 秒内自动地产生和湮灭，质量更大的粒子也可能在真空中产生，但按照量子力学的测不准原理，它们只能存活更短的时间。
黑洞的蒸发――黑洞虽然会蒸发，但黑洞的蒸发非常缓慢。
若要视界蒸发掉而让我们看到黑洞的中心――宇宙最神秘的奇点，则需要非常长的时间。
一个 10^15 克的黑洞需要 100 亿年时间才蒸发掉。
所以当今最伟大的数学家之一彭・罗斯（Pen Rose）提出了宇宙监督理论，认为黑洞的奇点受宇宙监督，是不能被看见的。
即使要看，你也要付出代价，而且不能把它的信息带出黑洞以外。
对于这点，霍金调侃了爱因斯坦一下，他说“上帝不只是掷骰子，还把骰子掷到我们看不到的地方
”参考资料：
中国杰出的物理学家有哪些人
中国十大物理学家和名言 1、 杨振宁 简介 杨振宁，安徽省合肥。
著名美裔科学家、物理学大师、诺贝尔物理学奖获得者。
1957年由于与李政道提出的“弱相互作用中宇称不守恒”观念被实验证明而共同获得诺贝尔物理学奖；其于1954年提出的规范场理论，则于70年代发展成为统合与了解基本粒子强、弱、电磁等三种相互作用力的基础；此外并曾在统计物理、凝聚态物理、量子场论、数学物理等领域做出多项卓越的重大贡献。
名言 成功的奥秘在于多动手。
2、 李政道 简介 李政道，1957年，他31岁时与杨振宁一起，因发现弱作用中宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。
他们的这项发现，由吴健雄的实验证实。
李政道和杨振宁是最早获诺贝尔奖的华人。
名言 如果没有一个所有的错误都犯了以后，最后的结果当然是对的。
3、 丁肇中 简介 丁肇中，1936年出生，美国实验物理学家。
汉族，祖籍山东省日照市涛雒，华裔美国人，现任美国麻省理工学院教授，曾获得1976年诺贝尔物理学奖。
他曾发现一种新的基本粒子，并以和自己中文姓氏“丁”类似的英文字母“J”将那种新粒子命名为“J粒子”。
名言 最浪费不起的是时间。
4、 邓稼先 简介 邓稼先，中国杰出的科学家、中国“两弹”元勋，先后毕业于西南联合大学和美国普渡大学，获物理学博士学位，1950年回到祖国；他参加组织和领导我国核武器的研究、设计工作，是我国核武器理论研究工作的奠基者之一；从原子弹、氢弹原理的突破和试验成功及其武器化，到新的核武器的重大原理突破和研制试验，均做出了重大贡献；作为主要参加者，其成果曾获国家自然科学奖一等奖和国家科技进步奖特等奖；邓稼先被被称为“中国原子弹之父”。
名言 一不为名，二不为利，但工作目标要奔世界先进水平。
5、 高锟 简介 高锟，华裔物理学家，高锟为光纤通讯、电机工程专家，华文媒体誉之为“光纤之父”、普世誉之为“光纤通讯之父”，正是光纤通信为当今互联网的发展铺平了道路，曾任香港中文大学校长。
名言 可以说不听话就是顽皮，但如果做一点不正常的东西，人家没有做过的，那个不应该算是顽皮的，那个是“小孩子的自由”。
6、 王淦昌 简介 王淦昌，中国实验原子核物理、宇宙射线及基本粒子物理研究的主要奠基人和开拓者，在国际上享有很高的声誉。
被誉为“中国核武器之父”、“中国原子弹之父”。
在70年科研生涯中，他奋力攀登，取得了多项令世界瞩目的科学成就。
名言 党的信任，人民的重托，自己几十年来的追求、期望，都落实到我将要接过的这一副沉沉的担子上。
我有许多话要说，但当时我只说了一句话：“我要以身许国。
”。
7、 钱三强 简介 钱三强，核物理学家，中国科学院院士。
父亲钱玄同是中国近代著名的语言文字学家。
他是第二代居里夫妇的学生，又与妻子何泽慧一同被西方称为“中国的居里夫妇”，他是中国发展核武器的组织协调者和总设计师，中国“两弹一星”元勋。
人称他领导的研究所“满门忠烈”。
名言 古往今来，能成就事业，对人类有作为的，无一不是脚踏实地攀登的结果。
8、 钱学森 简介 钱学森，是人类航天科技的重要开创者和主要奠基人之一，是航空领域的世界级权威、空气动力学学科的第三代挚旗人，是工程控制论的创始人，是二十世纪应用数学和应用力学领域的领袖人物——堪称二十世纪应用科学领域最为杰出的科学家，他在上世纪40年代就已经成为和其恩师冯·卡门并驾齐驱的航空航天领域内最为杰出的代表人物，成为二十世纪众多学科领域的科学群星中，极少数的巨星之一；钱学森同志也是为新中国的成长做出无可估量贡献的老一辈科学家团体之中，影响最大、功勋最为卓著的杰出代表人物，是新中国爱国留学归国人员中最具代表性的国家建设者，是新中国历史上伟大的人民科学家：被誉为“中国航天之父”、“中国导弹之父”、“火箭之王”、“中国自动化控制之父”。
中国国务院、中央军委授予“国家杰出贡献科学家”荣誉称号，获中共中央、国务院中央军委颁发的“两弹一星”功勋奖章。
名言 我姓钱，但我不爱钱。
9、 严济慈 简介 严济慈，获法国国家科学博士学位。
曾在上海大同大学、中国工学、暨南大学和南京第四中山大学任教授。
在巴黎大学光学研究所和法国科学院大电磁铁实验室从事科研工作。
曾任北平研究院物理研究所所长、兼镭学研究所所长、物理学会理事长。
名言 要教好书，除要有真学问外，一要大胆，二要少而精，三要启发学生，识别人才。
10、 朱棣文 简介 朱棣文，美国华裔物理学家，生于美国圣路易斯；因“发展了用激光冷却和捕获原子的方法”而获得1997年诺贝尔物理学奖。
现任美国能源部部长。
名言 我们不一定要是天才，但我们知道自己的目标和计划；我们会时常受到挫折，但不要失去热情。
